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活性炭知識

煤質活性炭的制作工藝及應用范圍

作者:河南鈺恒源環保科技有限公司 本文關鍵詞: 日期:2018-8-2 16:59:51 人氣:62

煤質活性炭的制作工藝及應用范圍  煤灰的成分比較復雜,它是煤中無機物轉化而來的產物,它的含量與成煤原始植物和成煤環境有關。煤灰中還有少量的堿金屬K2O,Na2O等。煤灰中各成分的熔化溫度不同,不能以單一的礦物溫度來衡量煤灰的熔融溫度。煤灰實際上是各種礦物成分的復合物,它是以硅酸鹽和硅鋁酸盆的形式存在。 煤灰的成分很復雜,因此,沒有確切的熔化溫度。只能用溫度特征來表示煤灰的熔融特征。  煤的灰熔融性對鍋爐燃燒及煤質活性炭的活化過程是重要的煤質參數。煤的灰熔點過低,在爐昆上容易結碴,影響燃燒的正常進行。若用灰熔點低的煤生產煤質活性炭,在活化過程中,碳化料容易在火化道蓖上爬碴,生瘤,影響活性炭的質量和活化爐的壽命。  【煤的燃點影響煤質活性炭的質量】  煤與氧作用使煤體溫度升高,當溫度達到一定程度時,煤開始著火燃燒,此溫度稱為煤的燃點。但目前實驗室測得的煤炭燃點,只是相對值,它是將NaNO2與煤樣按一定比例混合,在燃點測試裝置中按規定的升溫速度加熱,使其爆燃,爆燃的溫度即為煤的燃點。顯然,這種方法測出的燃點低于實際煤的燃點。  煤的燃點受煤的種類影響較大,如泥炭的燃點(225~280℃),褐煤(250~450℃),無煙煤(440一500℃),焦炭的燃點較高(700~750℃)。不同的煤質燃點不同。水分大、含氧量高、揮發分高的煤及黃鐵礦含量高的煤燃點均較低,易自燃。溫度、煤巖組分、煤的粒度也是影響煤炭燃點的因素。  在活性炭生產中,著火點高的煤制備的碳化料,在碳化中不易被氧化,在活化爐中,溫度容易控制,有利于活性炭的質量。  【活性炭制作化學活化和物理活化】  活性炭是一種既傳統又現代的材料。隨著人類社會的不斷發展,活性炭己經在食品、醫藥、化工、環保等諸多的領域得到了廣泛應用;應用數量也不斷遞增。近幾年來,全球對活性炭的使用量年年增長。我國活性炭產量己經居世界前列,但是我國生產的活性炭性能一般,性能優良活性炭主要還是依靠進口。  制備活性炭的原料非常豐富,如煤、果殼、稻殼、石油焦、樹脂、瀝青、廢舊輪胎等。其中,果殼類原材料來源廣泛、成本低廉,并且具有優質的天然結構,利于形成發達微孔結構,己經得到越來越多的關注。活性炭制備方法主要分為兩大類:化學活化法和物理活化法。化學活化是通過化學試劑如KOH、Zncl2等與碳材料發生一系列的交聯或縮聚反應,進而創造出豐富微孔;物理活化是利用空氣、二氧化碳、水蒸氣等氧化性氣體在高溫下與碳材料內碳原子反應。化學活化優點是活化時間短、活化溫度低。但是,大量化學試劑的使用提高了制備成本,高溫下對設備有較強腐蝕作用,在洗滌過程中需要大量水,這些廢水經過復雜處理工藝后才能達到環保排放要求。正是這一原因,目前,在工業上大多采用水蒸氣活化來制備活性炭。  活化物理優點是工藝簡單、清潔,活化后不需要洗滌。水蒸氣活化速度較快,但是很難得到高比表面積活性炭;采用二氧化碳活化,可以得到高比表面積活性炭,但其活化溫度高、速度慢,因此能耗很高,活化時間通常需要凡十小時,甚至上百小時。加入適當催化劑可有效縮短活化時間,但是仍然難以滿足工業化生產需要。  總之,化學活化和物理活化都有各自的優勢和不足。在保持制備工藝簡單、清潔基礎上,如何進一步降低制備成本,成為今后研究重點。  【煤質顆粒活性炭粒度的測定】  煤質顆粒活性炭的試驗方法-粒度的測定標準規定了煤質穎粒活性炭粒度側定所孺儀器、側定步驟及測定結果的處理等內容,標準適用于煤質顆粒活性炭粒度的測定。  1、方法提要  將一定質量的凈化水用煤質顆粒活性炭試樣置于振篩機上進行篩分,以保留在各篩層上的試樣的質量占原試樣質量的百分數表示試樣的粒度分布。  2、測定步駿  a.根據產品技術要求,選取一組相應的篩層,按篩孔大小,由上而下順序排列,安放在振篩機上。  b.稱取100 g試樣倒入振篩機的最上層篩子內,蓋上篩蓋,扣緊全套篩子。開動振篩機,同時啟動定時器(或欺動秒表)。  c.振篩(600士10) s。  d.松開振篩機夾子,拿下篩蓋,依次輕輕取下各層并將各層中的試樣用瓷盤分別收集。卡在篩孔上的活性炭輕輕震拍篩框或用刷子刷下,也作該篩層上的篩分。  e.依次稱量每一篩層以及底盤內的篩分質量(精確至o.1 ),  f.重復s. l至s. 5步驟,再做一份試樣。  3、煤質顆粒活性炭粒度計算公式:  Li(%)=mi/m×100%  式中Li—第i層粒度的質量分數,%;  mi—第i層篩上的試樣質量,B:  m—原試樣的質量,g。  【活性炭的用途功能】  活性炭廣泛用于工業三廢治理、溶劑回收、食品飲料提純、載體、醫藥、黃金提取、半導體應用、電池和電能貯存等。調整活性炭的孔隙結構,對表面基團進行改性,對提高其特殊性能和特定吸附催化作用具有十分重要的作用。  絕大部分含碳物質都可制備活性炭,如木材、鋸末、煤類、泥炭類、果殼、果核、蔗渣及稻殼、石油廢料、廢舊塑料、廢舊皮革、廢輪胎、造紙廢料、城市垃圾等廢棄物。目前普遍認為果殼是制備活性炭的最佳原料,但我國果殼資源十分有限,且不易集中、貯存,價格昂貴。近年來,國內外對各種價格較低、來源廣泛的廢棄物相繼進行了制備活性炭的試驗[1]。目前由廢棄物制得的活性炭性能并不高,實際應用還較少,但因其價格低廉、含碳率高、材料易得、原料充足且綠色無毒而日益受到青睞。有效地利用廢棄物生產活性炭,不僅可節約資源且有利于保護生態環境。  在環保產業當中,活性炭用量最大的是城市水源凈化工程和污水處理工程,約占環保產業活性炭總用量的70%以上;其次是空氣凈化,活性炭用量也在逐年上升。然而,活性炭生產過程卻存在著一定程度的環境污染。在國家環保政策越來越嚴的情況下,解決好活性炭生產企業的環保問題,是活性炭行業可持續發展的重大課題。有專家指出:未來10-20年,我國的活性炭需求將進一步加大,中國活性炭產業將向著低消耗、低污染和高品質、高科技的方向發展[2]。  活性炭作為優良的吸附劑在飲水的凈化、廢水的深度處理、凈化或儲存氣體等方面有著廣泛的應用。研究表明,活性炭主要對相對分子質量小于3000,尤其是500-1000的有機物吸附作用較強。影響活性炭性能的主要因素有比表面積大小、孔容和孔徑分布。一般比表面積、孔容越大,其吸附能力越強。

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